Diagramma di radiazione dell'antenna
Il diagramma di radiazione di un'antenna GNSS è definito dalla capacità dell'antenna di irradiare o ricevere potenza di segnale in diverse direzioni. Questo diagramma influisce direttamente sulla qualità del segnale e sulla precisione del posizionamento. Le antenne GNSS sono progettate per ricevere segnali dai satelliti in tutto il cielo.
Innanzitutto, l'antenna GNSS ideale presenta un diagramma di radiazione omnidirezionale nel piano azimutale. Ciò garantisce una sensibilità uniforme in tutte le direzioni orizzontali. Presenta inoltre un diagramma emisferico nel piano di elevazione per coprire il cielo visibile.
La fase successiva consiste nella ricezione da parte dell'antenna di deboli segnali satellitari da angoli di elevazione elevati fino all'orizzonte. Pertanto, deve fornire un guadagno elevato verso lo zenit. Questo aiuta a massimizzare l'intensità del segnale proveniente dai satelliti in posizione direttamente sovrastante. Tuttavia, è importante notare che il guadagno generalmente diminuisce a angoli di elevazione inferiori. I progettisti gestiscono questo compromesso per ridurre la ricezione di segnali indesiderati. Si tenga presente che i segnali riflessi dagli edifici o dal terreno possono causare errori per cammini multipli (multipath). Le antenne con guadagno ridotto all'orizzonte possono contribuire al rifiuto di queste riflessioni.
Inoltre, il piano di massa dell'antenna gioca un ruolo fondamentale. Questo ha un impatto significativo sul diagramma di radiazione, con il risultato che la ricezione del segnale verso il basso viene soppressa. È stato dimostrato che un piano di massa ben progettato migliora la simmetria del diagramma e riduce la distorsione del segnale.
Inoltre, i professionisti qualificati utilizzano frequentemente antenne choke ring e patch nelle applicazioni GNSS di precisione. Queste antenne forniscono diagrammi di radiazione stabili e riducono le interferenze multivia. I test dimostrano che mantengono un guadagno costante a vari angoli di elevazione. È imperativo garantire la stabilità del diagramma di radiazione per facilitare misurazioni di fase precise. Qualsiasi distorsione o asimmetria può introdurre errori nella stima della posizione. Pertanto, i ricevitori GNSS ad alta precisione utilizzano antennecalibrate con caratteristiche di radiazione note.
Applicazioni pratiche
Negli ambienti dinamici, la coerenza del diagramma di radiazione è fondamentale per un tracciamento affidabile. Ad esempio, nel contesto di UAV o piattaforme mobili, i diagrammi stabili sono fondamentali per ridurre al minimo la perdita di segnale.
Nei rilevamenti terrestri e nella geodesia, le antenne con diagrammi stabili aiutano a raggiungere una precisione centimetrica. Gli UAV richiedono antenne che continuino a tracciare i satelliti durante curve e movimenti rapidi. In agricoltura, le macchine utilizzano antenne con un'ampia copertura per mantenere la precisione vicino all'orizzonte.
Sulle navi, le antenne riducono i riflessi del segnale dall'acqua. Gli aerei necessitano di antenne che ricevano forti segnali dai satelliti sovrastanti.
Le stazioni di temporizzazione utilizzano diagrammi stabili per mantenere sincronizzate le reti di telecomunicazione ed energetiche. Le auto a guida autonoma si affidano a una copertura uniforme per evitare la perdita di segnale nelle città.
I sistemi militari utilizzano speciali diagrammi d'antenna per bloccare il jamming e concentrarsi sui segnali satellitari. In tutti questi casi, il diagramma dell'antenna aiuta a mantenere i segnali forti, a ridurre gli errori e a migliorare la precisione GNSS in diversi ambienti.
